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安康板岩资源特征及开发利用状况

2021-08-29臣,韩

中国非金属矿工业导刊 2021年4期
关键词:板岩矿体

陈 臣,韩 鑫

(1. 陕西天地矿业有限公司,陕西 西安 710054;2. 北部湾大学 资源与环境学院,广西 钦州 535011)

板岩是安康市一大特色矿产,储量达数十亿立方米,品种以黄板、绿板及黑板最为常见。其中具有优良耐酸性能的蓝黑板石资源量位居世界前列,品质国际上乘,颜色高雅独特,具有悠久的建筑文化和开采历史。近几年地方政府加大对矿山企业的环保监管,使得多数不规范的板岩生产企业停产整顿,整个板岩产业形势严峻。建议坚持政府引导与市场相结合,充分发挥资源优势,有效整合发展要素,全面推进安康地区板石产业振兴,着力打造安康板石生产基地。

1 区域成矿背景

安康市南部地区隶属南秦岭北大巴山弧形逆冲推覆带,区域构造运动使原始沉积发生区域动力热变质,岩层受水平挤压而形成紧密的褶曲,从而有利于板岩的形成。从晚寒武世开始,安康地区处于海洋滨—浅海部位,加上火山活动频繁,沉积物质成分主要为滨—浅海相泥质沉积和火山灰沉积,形成一个特定的沉积环境,造就安康地区板岩物质成分的独有性。志留世末期新的构造活动,抬升成陆,沉积环境破坏,故以寒武系、奥陶系、志留系地层为主,缺失泥盆系和石炭系。三叠世末,华南、华北大陆整体由北向南碰撞,大巴山开始发生逆冲推覆作用,该地域成挤压状态。而后进入陆内造山运动,在新的构造活动背景下,大巴山大规模挤压变形作用不断进行,造就安康地区独特的地质构造背景,形成板岩(图1)。

图1 南秦岭东段大地构造背景(据文献[1]修改)

2 安康地区板岩资源特征

安康地区板岩资源品种多,寒武系、奥陶系、志留系地层均分布具有开采价值的板岩。炭质板岩、条带状板岩主要赋存于寒武系地层中;钙质板岩主要赋存于奥陶系地层;硅质板岩和变质程度较高的板岩主要赋存于志留系地层中。同一品种的板岩资源相对比较集中(图2)。

图2 安康地区板岩资源分布图

2.1 寒武系含钙质、炭质板岩

矿带自镇巴县碾子镇向南东经巴庙、观音,进入紫阳瓦庙、毛坝、联合等乡镇,长约50km,继续向南东方向延伸到城口境内,矿体呈似层状、带状、多条矿体平行产出。矿体在走向上相对稳定,厚度十几米到四十米,矿体倾角为65~80°之间。资源量规模巨大,可达数亿立方米。岩性为含炭钙质粉砂质板岩,主要矿物组成为长英质粉砂40%~ 55%,绢云母25%~30%,方解石15%~25%,其次为少量炭质、白钛矿、黄铁矿。

由于其含炭质、钙质,其矿物组成决定了板质较软,吸水率高,抗压、抗弯强度低,虽然具有良好的劈分性,但不能劈的太薄,且不耐风化,不适合作屋顶盖瓦而主要生产地板、墙面装饰板和文化墙材料。本身颜色为黑色或灰黑色,地表风化带岩石由于氧化作用,变成黄色或铁锈色。因此分为两种产品类型,一种为黑色板,一种为黄板或锈板。黄板和锈板目前为市场上的畅销产品(图3)。

2.2 奥陶系钙质板岩

矿带西起紫阳,向东经岚皋、平利至镇坪境内,主要在奥陶系地层产出的黑色含钙泥质(凝灰质)板岩,矿体产状65~75°。主要矿物成分绢云母(50%~65%),保留有部分隐晶质粘土(32%~40%),玉髓(<2%)。肖氏硬度60~70,吸水率0.6%左右,不耐酸碱。这种含钙黑色板岩在紫阳境内较为破碎,颜色较浅且发蓝,到岚皋、平利、镇坪境内矿体规模变大、板质变好。开采区主要集中在岚皋、平利、镇坪。岚皋支河矿区、平利八仙矿区、镇坪桃园矿区过去都形成一定规模,年产量分别可达到数十万平方米。

在镇坪桃园矿区,矿体厚度达40~50m,长度有数千米,矿体规模巨大。荒料块度较大、完整性好,主要加工生产大规格板材,成材率相对较高。其劈分性良好,可以劈分成几毫米厚的薄板。板面平直光洁,颜色均匀,装饰性能好(图4)。

图4 镇平县高钙板岩

2.3 奥陶系界岭一带绿色条带状板岩

紫阳县界岭乡地处大巴山深处,界岭条带状绿板岩为奥陶系地层,矿体厚度近百米,地表风化裂隙较为发育,深部岩石完整性好,块度较大。主要矿物为粘土矿物,占55%左右,绢云母43%左右,还有少量绿泥石等其他矿物成分,吸水率<0.6%,肖氏硬度60~70,但劈分性较差,板石产品板面平整度较差,且不能劈薄,小板厚度>7mm,大板厚度10~20mm。产品属耐酸碱板石,适合作户外地板使用(图5)。

图5 界岭绿板石

2.4 志留系大桂坪组硅质板岩

在志留系底部大贵坪组地层中,西起庙坝河源头,东至米溪梁,矿带总长约35km,宽3~5km,面积约160km2。预测可采资源储量超过3 000万m3,是仅次于西班牙的全球第二大高档天然板石资源产地。本区矿体具有“富硅低铝、贫钙镁、硫碳微量”的特性,SiO2含量在60%~80%,Al2O3含量约10%,容重平均值为2.98t/m3,一般吸水率为<0.6%,抗压强度平均值为158.86MPa,耐酸率、耐碱率分别为99.96%和99.97%。

从20世纪80年代起步开发,并出口欧美等国际市场,在21世纪初形成高潮,30多家企业从事瓦板岩开发,年产量曾经达到百万平方米,一度国外客商络绎不绝,英国和西班牙人先后在紫阳设立中外合资公司投资建矿,紫阳蓝黑天然板石以其世界一流的品质和低廉的价格获得欧美市场青睐,同时也被国家质量监督检疫总局授予国家地理标识产品(图6)。

图6 紫阳蓝黑板石

2.5 志留系汉滨区早阳一带银光板

西起汉滨区茨沟、谭坝,东到旬阳神河赤岩,下志留系分布一套巨厚层绢云质长石石英片岩,岩石具有板状结构。岩石受后期构造破坏较轻,节理裂隙不太发育,采出的荒料块度大,可以采用大理石加工工艺切割成大板。切开的板面上银光闪闪,甚为抢眼,商业命名为银光板。在早阳一带的背斜构造两翼厚度上百米,资源量巨大。但局部地段有黄铁矿,影响了板岩的装饰性;由于劈分性较差,不能劈分成薄板,适用于墙面装饰板或地板(图7)。

图7 汉滨区银光板石

2.6 志留系旬阳蜀河、仙河一带绢云母板岩

志留系中上部梅子垭组地层岩石是一套以千枚岩为主的变质岩,变质程度较深,其板面呈条纹状。矿体出露于旬阳蜀河、仙河口、沙沟一带,矿体厚度30~40m,分布范围广,倾角10°左右。受后期构造运动破坏较轻,岩石完整性好,成材率高,可以像板岩一样劈分成大板,但不能劈的很薄。岩石矿物成分主要为绢云母,吸水率0.5%~1%。

当地居民很早就用作墙体和屋顶盖瓦材料。在蜀河街道可以看到大量使用这种材料的建筑,同时产品也出口英国、法国等欧洲市场(图8)。

图8 旬阳绢云母板岩

3 板岩开发利用现状

改革开放初期,板岩企业多通过收购当地农民采石、手工劈裂而成的板材,按颜色和规格分类装箱,交予贸易公司出口。 紫阳、镇巴瓦板岩产业的兴起,带动了整个安康地区对板岩开发的热潮,到20世纪末和21世纪初,安康地区已有板岩矿山企业上百家。

20世纪90年代中期,引进了德国某板石公司的矿山开采及板岩加工技术,以大贵坪组地层中的硅质板岩生产屋顶盖瓦产品为主要产品方向,采用爆破方式采矿,小型礅料切割机、打眼机、打边机等机械设备加工,建立起了以德国板石标准进行产品质量检验的板石产品质检方法标准体系,促进了板岩产业的发展。仅紫阳县就有近40家板岩企业,成品板石年产量达到百万平方米。产品远销欧美国家,尤其紫阳高端屋顶盖瓦产品以其优良品质在欧洲市场形成一定影响力。平利、镇坪生产的钙质瓦板岩屋面盖瓦产品也为英国市场所接受,促进了岚皋、平利、镇坪的瓦板岩开发。

近年来,板石企业生产成本不断提高,同时为改善水源地生态环境,确保“一江清水供津京”,地方政府加大对矿山企业的环保监管,使得多数不规范的板岩生产企业停产整顿,整个板岩产业形势严峻。建议坚持政府引导与市场相结合,充分发挥资源优势,有效整合发展要素,全面推进安康地区板石产业振兴,着力打造安康板石生产基地。

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